Анализ результатов натурных и расчетных исследований прочности и устойчивости каменно-набросной плотины Богучанской ГЭС с прогнозированием ее состояния

Представлены результаты комплексных натурных и расчетных исследований прочности и устойчивости каменно-набросной плотины Богучанской ГЭС. Цель работы – комплексная оценка состояния каменно-набросной плотины Богучанской ГЭС, в том числе с прогнозированием ее состояния. Выполнен анализ данных натурных наблюдений, который показал ряд отличий от проектных предпосылок. Анализ данных по осадкам и горизонтальным смещениям марок, установленных на бермах низовой упорной призмы каменно-набросной плотины (КНП) Богучанской ГЭС, показал, что они носят незатухающий характер. На основе разработанной и откалиброванной пространственной, постоянно действующей конечно-элементной модели проведены комплексные расчетные исследования напряженно-деформированного состояния каменно-набросной плотины Богучанской ГЭС (включая створы, в которых зафиксированы наибольшие осадки и горизонтальные смещения марок, установленных на бермах низовой упорной призмы каменно-набросной плотины) с учетом данных натурных наблюдений, в том числе отклонений от проекта. Расчеты показали, что при фактическом профиле каменно-набросной плотины Богучанской ГЭС, несколько меньшем, чем по проекту, значение коэффициента запаса устойчивости низового откоса составило 1,32‑1,33. Это превышает нормативное значение, равное 1,25. На этапе прогнозирования состояния каменно-набросной плотины Богучанской ГЭС на период до 2040 г. расчетное значение коэффициента запаса устойчивости низового откоса может составить 1,25, что равняется нормативному значению (то есть запас минимальный). В настоящее время устойчивость низового откоса каменно-набросной плотины обеспечивается несмотря на отклонения фактических размеров профиля каменно-набросной плотины от проектных величин. При дальнейшем росте осадок, а также горизонтальных смещений марок, установленных на бермах низовой упорной призмы, может измениться устойчивость низового откоса каменно-набросной плотины.

1. СП 58.13330.2012. Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003. М.; 2012. 40 с.

2. СП 39.13330.2012. Плотины из грунтовых материалов. Актуализированная редакция СНиП 2.06.05-84*. М.: 2012. 110 с.

3. Зарецкий Ю.К., Ломбардо В.Н. Статика и динамика грунтовых плотин. М.: Энергоатомиздат, 1983. 256 с.; ил.

4. Волынчиков А.Н., Газиев Э.Г. Поведение бетонной и каменно-набросной плотин Богучанской ГЭС в период наполнения водохранилища (2012-2015 гг.) // Гидротехническое строительство. 2015. № 12. С. 13-23.

5. Волынчиков А.Н., Мгалобелов Ю.Б., Баклыков И.В. Сопряжение бетонной и каменно-набросной плотин Богучанской ГЭС // Гидротехническое строительство. 2014. № 10. С. 2-9.

6. Баклыков И.В. Анализ поведения сопряжения бетонной и каменно-набросной плотин Богучанской ГЭС в период наполнения // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 2014. № 273. С. 84-95.

7. Рубин О.Д. Расчетное обоснование решений по обеспечению надежности конструкций водосброса № 2 бетонной плотины Богучанской ГЭС / Лисичкин С.Е., Гребенщиков В.П., Цыбаков В.А. и др. // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 2005. С. 227-233.

8. Рубин О.Д., Особенности состояния бетонных сооружений Богучанской ГЭС / Волынчиков А.Н., Воробьев А.Л., Гребенщиков В.П., Лисичкин С.Е. // Гидротехническое строительство. 2007. № 11. С. 26-30.

9. Arash Ghafari. Finite element analysis of deformation and arching inside the core of embankment dams during construction, Australian // Journal of Civil Engineering. 2015, 14(1), P. 13-22.

10. López-Acosta N.P. Geotechnical Engineering Applied on Earth and Rock-Fill Dams, Hydraulic Structures – Theory and Applications. 2019. Рp. 1-17.

11. Chao Tong. Research on Analyzing Earth Rockfill Dam Seepage and Slope Stability Advanced Materials Research. 2014. Vol. 889-890. Рp. 1379-1382.

12. Zakariae Kahot. Reliability analysis of slope stability in earthen dams following rapid drawdown // International Journal of Applied Sciences and Engineering. 2019. Рp. 1-12.